독일 베를린 작센담에 위치한 쉘 충전소는 수소충전 및 주유가 가능한 복합충전소로 하루에 수소차량 최대 250여대가 충전 가능하다. 독일 H2모빌리티의 카스텐 그리제 기술감독관이 수소버스 충전기 앞에서 설명을 하고 있다.

이 취재는 지역신문발전위원회의 기금을 지원받았습니다.

자동차 강국 독일은 수소연료전기차 상용화를 위해 장기적인 로드맵을 수립, 오는 2023년까지 400개의 수소충전소 설치를 목표로 하고 있다. 특히 수소차량을 이용하는 시민 누구나 편리하게 충전을 할 수 있도록 충전소 설립 단계부터 편의성과 접근성을 높였다. 독일 베를린에서 최대 규모로 운영되고 있는 쉘 충전소를 직접 방문해 이와 관련 운영 현황을 직접 들여다봤다.

◇독일 수소충전소 보급 현주소

독일의 공용 수소충전소 숫자가 현재까지 총 70개로 늘어났다.

수소 충전 네트워크 구축을 위해 설립된 독일의 특수목적법인 ‘H2모빌리티(H2M)’는 최근 린데, 쉘과 함께 노르트라인베스트팔렌주 레다-비덴부뤼크에 신규 수소충전소를 준공했다.

도심 외곽인 고속도로 인근에 위치해 있어 베를린이나 하노버에서 출발해 루르 및 라인 지역으로 이동하는 수소차 이용객들의 이동성 증진에 도움을 주고 있다.

현재 독일연방정부는 기업 또는 지자체 차원에서 수소차량을 주로 활용하게 되면 그 인근 부지에 충전소를 건립하는 방식으로 지원하고 있다.

최근에는 동독의 할레(Halle)시의 시장이 관용차량으로 20여대의 수소차량을 구매하겠다고 나서면서, 이 곳에 충전소 건립이 진행중이다. 할레시에서는 넓은 부지를 제공, 일반 시민들도 수소 충전을 할 수 있도록 했다.

독일에 등록된 수소차는 현재(2019년 6월 기준) 총 519대로 전문가들은 향후 10년 내 조속한 운용 증가를 예견하고 있다.

◇기술 집약 베를린 쉘 충전소

베를린 작센담(Sachsendamm)에 위치한 쉘(Shell) 수소충전소는 2011년 글로벌 산업 가스 업체인 린데에서 설계·설치를 한 시설이다. 이곳은 복합 충전소로 가솔린 등의 유류, LPG와 더불어 액체수소를 기본으로 가스나 액체를 충전할 수 있는 충전 인프라가 구축돼 있다.

현재 한국이나 일본 등의 지상형 수소충전소와는 달리 쉘 충전소에는 수소탱크가 지하에 설치, 관리 설비가 충전소 옆에 나란히 구축돼 있다. 하루 최대 250대의 수소 차량을 충전할 수 있는 규모다.

쉘충전소 옆 부지에는 유류수소 1t을 저장하고 있는 탱크가 지하에 설치돼 있으며, 수소차량에 수소가 주입될 수 있게 돕는 펌프와 압력기, 화재진압 설비가 갖춰졌다. 사진은 수소연료 설비 조감도.

세계적인 추세로 접근성과 경제적 측면에서 수소연료 저장탱크인 실린더가 지상에 설치되는 경우가 많지만, 린데 측은 오히려 안전과 환경 측면에서는 지하 저장탱크가 좋다는 판단에서 이와 같은 구조를 가지게 된 것으로 알려졌다.

쉘 충전소에는 린데의 기술이 집약돼 있다고 봐도 무방하다. 수소충전소에는 900바(bar)의 압력으로 1 시간당 120㎏의 수소를 보낼수 있는 크라이 오 펌프가 설치돼 있다. 이 펌프는 탱크 내 진공 상태에서 극저온 냉각면을 만들고 그 위에 기체를 응축시켜 압력을 감소시키는 역할을 담당하고 있다.

또 아이오닉압축기는 저장탱크와 피스톤 사이의 수소가스가 새지 않도록 돕는다. 전력 소모와 소음도 적은데다 타 제품들에 비해 단순한 구조로 설치면적을 적게 차지해 수소충전소의 핵심기술로 각광받고 있다.

◇시민들도 쉽게 충전하는 시스템

하루 평균 5-10대 가량 수소 충전이 이뤄지는 쉘 충전소에서는 누구나 수소 충전을 할 수 있다. 실제로 취재 기자도 H2M 직원의 도움을 받아 직접 수소차량 수소 충전을 체험해 봤다.

국내에서는 자격증을 취득한 전문 인력과 실무 경험이 있는 사람들만 충전이 가능하지만, 이곳은 일반 시민들도 셀프 충전을 할수 있다는 점에서 가장 극명한 차이를 보였다.

먼저 수소차량을 수초 충전기 옆에 차량을 세운후 수소차량을 구매하면 H2M에서 발급해주는 전용 카드를 결제 시스템에 읽혔다. 차량의 수소 연료 주입구를 열고, 충전 어댑터를 부착시키고 완벽히 잘 고정이 됐는지 흔들어 보며 확인했다. 5분간 충전을 마친후 어댑터를 분리시켰다. 충전을 한지 얼마 안된 수소 가스 주입부를 만져보니 차가웠다. 또 센서에 충전할 때의 압력과 온도가 실시간으로 표기됐다.

이처럼 수소 충전 역시 일반 주유 방법과 똑같이 편의성을 높였고, 셀프 서비스로 이용이 가능한 만큼 수소충전의 효율을 극대화 시켰다.

대신 일반 시민들도 이용자 교육을 반드시 받아야 한다. 간혹 충전을 두려하는 이용자가 있을 때는 H2M 차원에서 별도로 교육과정을 갖거나 24시간 통화 가능한 핫라인(Hot line)을 통해 유선으로 안내받을 수 있다.


“수요 대응 효율성 극대화에 심혈”

카스텐 그리제 H2M 기술감독관

베를린 구 동독지역 수소충전소 관리를 담당하고 있는 카스텐 그리제(Karsten Grese) H2M 기술감독관은 “수소충전소를 먼저 설치를 함으로써 향후 늘어날 수소차 수요에 대응하고자 하는 것이 독일 연방정부의 목표다”면서 “무엇보다 일반 시민들의 접근성과 편의성을 높여 충전의 효율을 극대화하는 대신 안전성에 심혈을 기울였다”고 말했다.

쉘 충전소 역시 수소차 산업 인프라 구축 당시 지어지면서 연구과 실험의 용도로도 사용 됐기 때문에 특히나 지하 탱크와 설비 관리 등에 높은 기술력을 투입했다. 예기치 못한 화재가 발생하거나 설비상의 하자 발생 등에 대비하기 위함이다.

카스텐 감독관은 “해당 설비 시설에는 유류수소가 1t이나 저장돼 있어 정기적인 시설 관리와 점검이 이뤄진다”면서 “시스템상 자체 안전 기준에 따라 온도변화나 화재 등 이상 상황이 감지되는 즉시 안전장치에서 산소제거를 위해 질소 등과 결합해 수소가 물로 바뀌도록 자동화 시스템 설비도 잘 갖춰져 있다”고 강조했다. 이어 “화재가 내부적으로 발생했을 때 30초 내로 불길을 잡을 수 있다”면서 “특히 내부 시설물을 점검할 경우에도 혹시 모를 비상사태에 대비해 2명 이상의 기술 감독관들이 지상과 지하에 각각 배치돼 검사를 진행한다”고 말했다.

또 카스텐 감독관은 “수소 주입구와 어댑터 역시 모든 수소차량과 동일하게 통일시켜 더 안전성을 강화했다. 간혹 도시가스를 충전하는 어댑터와 헷갈리지 않도록 다른 어댑터는 접촉이 불가하게 한 것도 사고 예방을 위해서다”고 밝혔다.

끝으로 그는 “지상과 달리 안전장치를 직접 육안으로 확인할 수는 없지만, 이미 설계 단계부터 정부나 이를 관리할 수 있는 전문가들이 많이 배치돼 있으며, 탱크 재질의 내구성 강화를 위한 연구개발 활동도 활발히 진행되고 있다”고 언급했다.

/독일 베를린=오승지 기자

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